ОқУ-Әдістемелік кешен «нейтрондық физика» арнайы курсы

Құрамдас ядро мехнанизмі

Бұл теория бойынша ядролық реакция екі сатыдан тұрады, брінщісі ол жаңа ядроның пайда болуы, содан кейін жаңа ядроның ыдырауы.

Ядролық реакция Нильс Бор бойынша келесі механизм бойынша жүреді. Бірінші нейтрон ядро ішіне енген соң ол өзінің энергиясын ядроның нуклондарына бере бастайды, нуклондар ол энергия әсерінен тербеліп, белгілі бір уақытта олбір нуклон немесе нуклондар жүйесі өте үлкен амплитудаға ие болып ядроны тастап ыршып шығады, сол кезде ядро өз энергиясын жоғалтып орныққан күйге келеді. Бұл жерде бір ньюансты ескру қажет. Ядроны ыдырауы біз екі сатыда жүрді деп атаймыз егер аралықты ядро өте ұзақ ақыт өмір сүретін болса. Бұл жерде ұзақ уақыт ол 10^-14с қа жуық. Бір жақтан қарасақ ол өте аз уақыт, бірақ мысалға нейтронға ядроның жанынан ұшып өтуі үшін 10^-22с уақыт қажет. Яғни нейтрон, ядроға ұшып кірген, өзінің «жеке» нейтрон екндігін ұмытып кетеді де, ядроның белгілі бір бөлшегі болып кетеді. Бұл жерде тағы бір парадокс бар. Кулондық тебілу күші ядроның ыдырауына кедергі жасайды. Себебі ол күштің әсеррінен нуклондар арасы көбейеді. Ал аралары көбейген сайын нуклондарға нейтронның өз энергиясын беру ықтималдығы төмендейді.

Сонымен жалпы ядролық реакция келесідей болады:

Қазіргі кездегі атом энергиясының дамуы, ядролық қарудың пайда болуы, рак ауруларын емдеуде радиоизотоптарды пайдалану нейтрон бөлшегінің ашылуының арқасында болды. Бұның себебі нейтрон нейтрал бөлшек бола отырып, өте жеңіл ядролық реакцияларға түсуге мүмкіндікке ие.

Нейтрондық физика қазіргі кезде өте көп қолданбалы мәселелерді шешедіі. Мысалы нейтрондар өзінің затпен нашар әсерлесуінен өте терең әрі тығыз қабаттарға еңе алады. Бұ қасиетін пайдалы қазбаларды іздеген кезде пайдаланылады. Нейтрондардың ядролық реакцияны негізгі тудырушы болғандықтан ол кез-келген ядролық зерттеулерде пайдаланылады.

1930 жыл Ботте және Беккер кейбір жеңіл элементтерді альфа бөлшектремен атқылағанда, заттарда өте нашар жұтылатын бөлшектреді тапты. Жолио және Ирен кюри бұл жеңіл ядролардан жақсы тебілетінің айтты.Және оны жаңа сәулелердің түрі деп айтты Бірақ импульс және энергия сақталу заңына сәйкес бұл бөлшектер сәуле болып шықпады. Чедвик бұл бөлшек протон массаысына жуық массаға ие екендігін айтты. Ол бұл нейтрал екендігін болжап, кейін бұл болжам тәжірибемен дәлелденді.

Нейтро арқасында Отто Ган және Фриц Штрасман уранды нейтронмен атқылап тұңғыш рет атом ядросын ыдыратқан еді. Бұл тәжірибе нейтронның эксперименталдық физикадағы елеулі рөлін бастады. Осы уақыттан бастап нейтрон кез-келген ядролық реакцияда қолданылатын болды. Мысалы атомдық реакторда отынның ыдырауы уран арқылы жүзеге асады. Нейтронның қазіргі таңда қолдану саласы өте кең. Ол тек ядролық, атомдық физикамен шектелмейді.